Нетрадиционные и возобновляемые источники энергии (стр. 1 из 6). Виды возобновляемых источников энергииВиды возобновляемой энергииК возобновляемым источникам энергии, ресурсы которых по мере использования не уменьшаются, относятся: солнечная энергия, энергия ветра, гидроэнергия, энергия морских приливов и волн, энергия биомассы. Все эти виды энергии имеют солнечное происхождение. Гидроэнергия в больших объёмах используется для производства электроэнергии, поэтому не относится к нетрадиционным источникам, исключая малые ГЭС. К возобновляемым источникам энергии обычно относят и геотермальную энергию – глубинное тепло Земли, образующееся в недрах Земли в результате химических реакций, распада радиоактивных элементов и других процессов. Самый мощный источник возобновляемой энергии – солнечная радиация. Считается, что на один квадратный метр поверхности Земли приходится в среднем около 150 Вт солнечной радиации. Мощность, поступающая с солнечными лучами на площадку суши размером 100´100 км2, соизмерима с установленной мощностью всех электростанций планеты. Однако преобразование солнечной энергии, как впрочем и других возобновляемых видов, в электрическую сопряжено с большими затратами. Это связано, главным образом, с низкой плотностью энергии, запасённой в любом возобновляемом источнике. Другим недостатком возобновляемых источников является неравномерность поступления энергии. Наступила ночь, или солнце скрылось за тучами – резко снизилось поступление энергии. Несмотря на это сегодня в мире использование нетрадиционных возобновляемых источников энергии (НВИЭ) достигло промышленного уровня, ощутимого в энергобалансе ряда стран. Масштабы применения НВИЭ в мире непрерывно и интенсивно возрастают. В 2012 г. мощность энергоустановок на НВИЭ по данным РАН составила 990 ГВт, что больше мощности всех АЭС. Это направление является одним из наиболее динамично развивающихся среди других направлений в энергетике. В 2012 г объем инвестиций в ВИЭ составил. 244 млрд. долларов США. Существенный импульс развитию НВИЭ во многих западных странах придал нефтяной кризис 1973 г., который по существу перевел это направление из стадии разрозненных НИР к стадии реализации целенаправленных государственных программ НИОКР и создания опытных и головных образцов оборудования и демонстрационных объектов по использованию НВИЭ. Эти работы являлись составной частью предпринятых энергосберегающих мероприятий, направленных на снижение зависимости от импорта нефтепродуктов. По мере стабилизации нефтяного рынка и снижения мировых цен на нефть в 80-е годы главным стимулом развития НВИЭ стали экологические соображения, так как природоохранная идеология к этому времени прочно укоренилась в общественном сознании в развитых странах. В целом же использование НВИЭ рассматривается как альтернативная резервная технология в области энергетики, развитие которой необходимо, поскольку наперед неизвестно, в какие сроки и какие масштабные ограничения могут быть наложены на традиционную топливную и ядерную энергетику вследствие ее влияния на окружающую среду. Поэтому данное направление признано во многих странах одним из приоритетных направлений в энергетике. В 2012 г. в 138 странах действуют программы развития НВИЭ. Развитие этого направления поддерживается узаконенным правом подключения НВИЭ к электрическим сетям энергоснабжающих компаний и продажей электроэнергии, налоговыми льготами и государственными программами финансирования научно-исследовательских работ по использованию НВИЭ. Наиболее приоритетными по объёму финансирования являются НВИЭ на основе солнечной энергетика (100 млрд.$), затем следует ветровая энергия (80 млрд.), биомасса, и замыкают этот список малые ГЭС и энергия океана. В настоящее время суммарная установленная мощность солнечных электростанций составляет более 100 ГВт, геотермальных более 6000 МВт, ветроэлектростанций – более 280 ГВт, приливных более 250 МВт. Успехи России на этом направлении более скромные. И это при том, что ещё в 30-е годы прошлого века в созданном при Академии наук энергетическом институте по инициативе Г.М. Кржижановского были начаты исследования по возобновляемым источникам энергии, направленные на использование в первую очередь солнечной и ветровой энергии, а в 40-е годы в институте была создана специализированная лаборатория для проведения исследований в данной области. Оценка экономического потенциала НВИЭ по России [7] составляет примерно 250 млн. т у.т. в год, в том числе геотермальная энергия – 115, малая гидроэнергетика – 65, энергия биомассы – 35, низкопотенциальное тепло – 32, солнечная энергия – 12, энергия ветра – 10.
Похожие статьи:poznayka.org Нетрадиционные и возобновляемые источники энергииРЕФЕРАТ по дисциплине: "Основы энергосбережения" Тема: "Возможности использования нетрадиционных и возобновляемых источников энергии" 2009 Содержание Введение Виды нетрадиционных возобновляемых источников энергии и технологии их освоения Использование возобновляемых источников энергии Возобновляемые источники энергии в России до 2010 года Роль нетрадиционных и возобновляемых источников энергии при реформировании электроэнергетического комплекса Свердловской области Заключение Список литературы При существующем уровне научно-технического прогресса энергопотребление может быть покрыто лишь за счет использования органического топлива (уголь, нефть, газ), гидроэнергии и атомной энергии на основе тепловых нейтронов. Однако, по результатам многочисленных исследований органическое топливо к 2020 г. может удовлетворить запросы мировой энергетики только частично. Остальная часть энергопотребности может быть удовлетворена за счет других источников энергии - нетрадиционных и возобновляемых. Возобновляемые источники энергии - это источники на основе постоянно существующих или периодически возникающих в окружающей среде потоков энергии. Возобновляемая энергия не является следствием целенаправленной деятельности человека, и это является ее отличительным признаком. Невозобновляемые источники энергии - это природные запасы веществ и материалов, которые могут быть использованы человеком для производства энергии. Примером могут служить ядерное топливо, уголь, нефть, газ. Энергия невозобновляемых источников, в отличие от возобновляемых, находится в природе в связанном состоянии и высвобождается в результате целенаправленных действий человека. В соответствии с резолюцией № 33/148 Генеральной Ассамблеи ООН (1978 г) к нетрадиционным и возобновляемым источникам энергии относятся: солнечная, ветровая, геотермальная, энергия морских волн, приливов и океана, энергия биомассы, древесины, древесного угля, торфа, тяглового скота, сланцев, битуминозных песчаников и гидроэнергия больших и малых водотоков. Основным видом "бесплатной" неиссякаемой энергии по справедливости считается Солнце . Оно ежесекундно излучает энергию в тысячи миллиардов раз большую, чем при ядерном взрыве 1 кг урана (U2351). Самый простой способ использования энергии Солнца - солнечные коллекторы, в состав которых входит поглотитель (зачерненный металлический, чаще всего алюминиевый лист с трубками, по которым протекает теплоноситель). Коллекторы устанавливаются неподвижно на крышах домов под углом к горизонту, равным широте местности или монтируются в кровлю. В зависимости от условий инсоляции в коллекторах теплоноситель нагревается на 40-50° больше, чем температура окружающей среды. Такие системы применяются в индивидуальном жилье, практически полностью покрывая потребность населения в горячей воде; в районных отопительных установках, а также для получения технологической тепловой энергии в промышленности. Солнечные коллекторы производятся во многих городах России, и стоимость их вполне доступна. Электроэнергия от светового потока может производиться двумя путями: путем прямого преобразования в фотоэлектрических установках, либо за счет нагрева теплоносителя, который производит работу в том или ином термодинамическом цикле. Прямое фотоэлектрическое преобразование солнечного излучения в электрическую энергию используется на фотоэлектрических или солнечных станциях, работающих параллельно с сетью, а также в составе гибридных установок для автономных систем ("экодомов" и пр.). Возможно также комбинированное производство электрической и тепловой энергии. В перспективе предполагается, что солнечной энергии будет придаваться большое значение вследствие ее щадящего воздействия на окружающую среду по сравнению с большинством других источников энергии. Это со временем выльется в относительную экономичность, однако пока удельные капитальные вложения в фотоэлектрические установки превышают традиционные в пять и более раз. Скорость и направление ветра меняются подчас очень быстро и непредсказуемо, что делает его менее "надежным", чем Солнце. Таким образом, возникают две проблемы, которые необходимо решить в целях полноценного использования энергии ветра. Во-первых, это возможность "ловить" кинетическую энергию ветра с максимальной площади. Во-вторых, еще важнее добиться равномерности, постоянства ветрового потока. Вторая проблема пока решается с трудом. Может быть, одним из решений станет внедрение новой технологии по созданию и использованию искусственных вихревых потоков. Наиболее распространенным типом ветровых установок (ВЭУ) является турбина крыльчатого типа с горизонтальным валом и числом лопастей от 1 до 3 в фиксированном положении с небольшой регулировкой угла наклона. Турбина, мультипликатор и электрогенератор размещаются в гондоле, установленной на верху мачты. В последних моделях ВЭУ используются асинхронные генераторы переменной мощности, а задачу кондиционирования вырабатываемой энергии выполняет электроника. Распространение крыльчатых ветроагрегатов объясняется величиной скорости их вращения, возможностью соединяться непосредственно с генератором электрического тока без мультипликатора и высоким коэффициентом использования энергии ветра. Другая популярная разновидность ВЭУ - карусельные ветродвигатели. Они тихоходны, и это позволяет использовать простые электрические схемы, например, с асинхронным генератором, без риска потерпеть аварию при сильном порыве ветра. Тихоходность выдвигает одно ограничивающее требование - использование многополюсного генератора, работающего на малых оборотах. Такие генераторы не имеют широкого распространения, а использование мультипликаторов неэффективно из-за низкого КПД последних. Карусельный лопастный ветродвигатель наиболее прост в эксплуатации. Его конструкция обеспечивает максимальный момент при запуске ветродвигателя и автоматическое саморегулирование максимальной скорости вращения в процессе работы. Еще более важным преимуществом карусельной конструкции стала ее способность без дополнительных ухищрений следить за тем, "откуда дует ветер", что весьма существенно для приземных рыскающих потоков. Экономический потенциал малых и мини-ГЭС составляет примерно 10% от общего экономического потенциала. Но используется этот потенциал менее чем на 1%. Сейчас начинается процесс восстановления разрушенных и строительства новых малых и мини-ГЭС. Однако малые ГЭС, построенные путем полного перегораживания русла рек плотинами, обладают всеми недостатками наших гигантов энергетики (ГЭС) и строго говоря, вряд ли могут быть отнесены к экологически чистым видам энергии. Бесплотинные микро-ГЭС для речек, речушек и даже ручьев существуют уже давно. Бесплотинная ГЭС мощностью в 0,5 КВт. в комплекте с аккумулятором обеспечит энергией крестьянское хозяйство или геологическую экспедицию, отгонное пастбище или небольшую мастерскую. Роторная установка диаметром 300 мм и весом всего 60 кг выводится на стремнину, притапливается на придонную "лыжу" и тросами закрепляется с двух берегов. Бесплотинная мини-ГЭС, успешно зарекомендовавшая себя на речках Горного Алтая, доработана до уровня опытного образца. Волновая энергия . В структуре возобновляемых энергоресурсов весьма перспективным энергоносителем являются океанские волны. Специалисты утверждают, что уже сейчас за счет энергии океанских волн возможно получение электроэнергии производительностью до 10 млрд. кВт. Это лишь незначительная доля совокупной мощности волн морей и океанов Земли. Вместе с тем она больше мощности всех электростанций, работавших на земле в 1990 г. Наиболее совершенен проект "Кивающая утка", предложенный конструктором С. Солтером (S. Salter, Эдинбургский университет, Шотландия). Поплавки, покачиваемые волнами, дают энергию стоимостью всего 2,6 пенса за 1 кВт/ч, что лишь незначительно выше стоимости электроэнергии, которая вырабатывается новейшими электростанциями, сжигающими газ (в Британии это - 2,5 пенса), и заметно ниже, чем дают АЭС (около 4,5 пенса за 1 кВт/ч). Энергию приливов вполне можно "приручить" на приливных ГЭС, которые демонстрируют достаточно хорошие экономические показатели, но ресурс их ограничен - требуются специфические природные условия - узкий вход в бухту и т.п. Совокупная энергия приливов оценивается в 0,09*1015 кВт*час в год. Геотермальная энергия , строго говоря, не является возобновляемой, поскольку речь идет не об использовании постоянного потока тепла, поступающего из недр к поверхности (в среднем 0,03 Вт/м2), а об использовании тепла, запасенного жидкими или твердыми средами, находящимися на определенных глубинах. Мировые запасы геотермальной энергии составляют: для получения электроэнергии - 22400 ТВт*ч/год, для прямого использования - более 140 ТДж/год тепла. Существующие геотермальные электростанции (геоТЭС) представляют собой одноконтурные системы, в которых геотермальный пар непосредственно работает в паровой турбине, или двухконтурные с низкокипящим рабочим телом во втором контуре. Биомасса представляет собой весьма широкий класс энергоресурсов. Ее энергетическое использование возможно через сжигание, газификацию (термохимические газогенераторы, перерабатывающие твердые органические отходы в газообразное топливо), пиролиз и биохимическую переработку анаэробного сбраживания жидких отходов с получением спиртов или биогаза. Каждый из этих процессов имеет свою область применения и назначение. Некоммерческое использование биомассы (проще говоря, сжигание дров) наносит большой ущерб окружающей среде. Хорошо известны проблемы обезлесевания и опустынивания в Африке, сведения тропических лесов в Южной Америке. С другой стороны, использование древесины от энергетических плантаций является примером получения энергии от органического сырья с суммарными нулевыми выбросами диоксида углерода. mirznanii.com Возобновляемые источники энергии Рассмотрены современное состояние и перспективы использования возобновляемых источников энергии (ВИЭ), их энергетические, экономические и экологические характеристики. Приведены технологические схемы энергетических установок, принципы их работы и основы тепловых и гидродинамических расчетов. Возобновляемые источники энергии (ВИЭ) — это альтернативные источники энергии, такие как солнечная энергия, энергия ветра, энергия биомассы, энергия малых рек, геотермальная энергия, энергия приливов, волновая энергия, а также энергия, определяемая разностью температур по глубине океана. Все перечисленные источники, кроме геотермальной энергии и энергии приливов относят к ВИЭ солнечного происхождения. Кроме того, к ВИЭ относятся различные отходы и источники низкопотенциального тепла в сочетании с тепловыми насосами. Главными преимуществами ВИЭ, определяющими интерес к ним, являются неисчерпаемость или возобновляемость, экологическая чистота и повсеместная доступность того или иного ВИЭ. К недостаткам ВИЭ, ограничивающим их широкое применение, относят малую плотность энергетических потоков и непостоянство их во времени. В России имеются значительные ресурсы ВИЭ. Практически во всех регионах существуют один или два типа ВИЭ, коммерческая эксплуатация которых может быть оправдана, при этом некоторые регионы богаты всеми типами возобновляемых источников. По экспертным оценкам экономический потенциал ВИЭ России составляет 270 млн т у.т/год: • геотермальная энергия — 115 млн т у.т/год; • малые гидроустановки — 65,2 млн т у.т/год; • биомасса — 35 млн т у.т/год; • солнечная энергия — 12,5 млн т у.т/год; • энергия ветра — 10 млн т у.т/год; • низкопотенциальное тепло — 36 млн т у.т/год. В настоящее время используется незначительная доля огромных запасов ВИЭ. Энергия от возобновляемых источников составляет около 4 % общей первичной поставки энергоресурсов, при этом две трети ее приходятся на гидроэнергетику, а одна треть — на все остальные типы источников.Экономическая роль возобновляемой энергетики значительно повысилась, что связано с ростом цен на ископаемое топливо и падением затрат, связанных с разработкой ВИЭ. Геотермальные установки представляют коммерческий интерес на Камчатке, Курильских островах, в Западной Сибири и на Северном Кавказе. Значительные ветроэнергетические проекты могут оказаться конкурентоспособными в прибрежной зоне российского Дальнего Востока, в степях Поволжья и на Северном Кавказе. На Северном Кавказе, Урале и в Восточной Сибири представляет интерес строительство небольших гидроустановок. Использование биомассы для целей энергетики имеет коммерческий смысл во многих регионах России, особенно на северо-западе страны, где хорошо развита целлюлозно-бумажная промышленность. В первую очередь широкое внедрение энерготехнологий на основе ВИЭ должно проходить на территориях, не обеспеченных централизованным энергоснабжением, и на которых используется дорогое привозное топливо. В настоящее время сделаны первые шаги в направлении понимания важности использования ВИЭ. На их основе в ряде регионов реализованы высокоэффективные энергетические технологии. Согласно энергетической стратегии России на период до 2020 г., основными целями развития рынка возобновляемых энергоресурсов и местного топлива являются :
• сокращение потребления невозобновляемых топливно-энергетических ресурсов; • снижение экологической нагрузки от деятельности топливно-энергетического комплекса; • обеспечение децентрализованных потребителей и регионов с дальним и сезонным завозом топлива; • снижение расходов на дальнепривозное топливо. Необходимость развития возобновляемой энергетики определяется ее ролью в решении следующих проблем: • обеспечении устойчивого тепло- и электроснабжения населения и производства в зонах децентрализованного энергоснабжения; • обеспечении гарантированного минимума энергоснабжения населения и производства в зонах централизованного энергоснабжения, испытывающих дефицит энергии; • снижении вредных выбросов от энергетических установок в местах со сложной экологической обстановкой и массового отдыха населения. Материал учебного пособия основан на опыте проведения автором лекций студентам строительного и гидротехнического факультетов Дагестанского государственного технического университета. В учебном пособии рассмотрены практически все виды ВИЭ, более детально — геотермальная энергия и проблемы, связанные с ее освоением, даны основы солнечно-водородной энергетики. Автор признателен чл.-корр. РАН М-Р.Д. Магомедову, докт. техн.наук, проф. М.Г. Тягунову и докт. техн. наук, проф. И. А-Г. Сулейманову за ценные замечания, сделанные при рецензировании рукописи. Автор: Алхасов А.Б. Скачать файл (10215 Кб) 14scientifically.info Достоинства возобновляемых источников энергии Специалисты всего мира единогласно признают, что возобновляемые энергетические ресурсы на данный момент являются самым передовым источником энергии. В их пользу говорят высокая безопасность и экологическая чистота. Широко известна книга специалиста Института энергоэффективных технологий в строительстве Владимира Сидоровича - «Мировая Энергетическая Революция: как возобновляемые источники энергии изменят наш мир». В ней подробно излагаются современные реалии использования ВИЭ (возобновляемых источников энергии) с вполне убедительными и позитивными доводами относительно их использования. Основной мотив книги — польза от данного вида энергии и побуждение к широкому использованию установок на данной основе. Однако, многие приверженцы традиционных способов добычи энергии до сих пор оспаривают пользу от повсеместного перехода на альтернативную энергетику, подкрепляя это всеми мыслимыми и немыслимыми доводами. Эксперты собрали семь самых распространённых заблуждений о возобновляемой энергетике и опровергли их. Использование альтернативных источников энергии менее выгодноЗапуск в работу новых мощностей на основе возобновляемых ресурсов в подавляющем большинстве случаев сравним по затратам с традиционными источниками. В остальных случаях затраты даже ниже. К примеру, по данным Bloomberg, одного из ведущих экономических изданий в мире, энергия ветра потеряла половину стоимости за шесть лет, а энергия солнечных батарей подешевела на 80%. Международное агентство по возобновляемой энергии утверждает, что ветровая энергия приобретает всё большую популярность, становясь более конкурентоспособной. Также станции на основе ВИЭ гораздо легче и быстрее запускаются, что также говорит об их выгоде. Окупаемость ветровой установки, к примеру, такова, что полную её стоимость можно отбить за срок до 5 лет, а на строительство потратить меньше года. Для сравнения, станции на основе традиционных ресурсов отбивают свою стоимость десятками лет, и то не всегда, и для их постройки нужно куда больше времени. ВИЭ не могут покрыть промышленные энергетические масштабыМировая практика подтверждает обратное — весной этого года ветровые станции Германия произвели 87% всей энергии страны, а её стоимость на некоторых участках не просто снижалась до нуля, но и уходила в «минус». А эксперимент, поставленный в Португалии, доказал, что страна способна продержаться на альтернативных источниках 107 часов — это более четырёх дней. Альтернативная энергетика неприменима в суровом климатеОдна из крупнейших энергостанций на основе «ветряков» — это Анадырская, расположенная на Чукотке, в условиях по-настоящему сурового климата. Новые станции возникают в Арктике и на Дальнем Востоке. Как раз в таких условиях, куда порой бывает сложно доставить традиционное топливо, энергия, полученная из возобновляемых источников, становится единственным «спасительным» средством. К тому же, в числе ВИЭ находятся также геотермальная энергия и биомасса, что совершенно не зависит от погодных условий, когда от ветра и солнца проку мало. Ветровые установки опасны для мелких животныхДо 80-х годов XX века данная претензия действительно была актуальна — инфразвуковые колебания, производимые первыми образцами подобного оборудования, действительно неблагоприятно действовали на фауну. Однако около 30 лет назад данный недочёт был весьма успешно устранён путём калибровки скорости и изменения формы лопастей. Производить солнечные панели вредно для окружающей средыСовременные образцы солнечных панелей не содержат в своём составе соединений хлора, некоторые отказываются от включения тяжёлых металлов. Грамотная организация работы на предприятии позволяет свести отходы производства к минимуму. Что примечательно, сооружение станций, работающих на традиционном топливе, требует использования средств, производство которых более вредно. В то же время, данные энергостанции в процессе работы выбрасывают в атмосферу и окружающую среду огромное количество вредных веществ, когда как ветряки и солнечные панели не имеют выброса. Затраты энергии на производство солнечных панелей не окупаютсяСолнечная энергия, выработанная одной панелью в южных широтах, окупит её производство за шесть лет. Атомные, а также гидро- и теплоэлектростанции не окупаются вовсе, так как для выработки некоего количества энергии, они потребляют топливо. Утилизация солнечных пластин — это невозможный процессНа самом деле, в настоящее время существует два способа утилизировать данные приборы — механически, с помощью прессов, и термически, в автоклавных печах. В Европе создана организация PV CYCLE, занимающаяся вопросами утилизации солнечных панелей. К тому же, срок службы этих технических средств позволяет разработать и внедрить эффективную систему до того, как их утилизация станет глобальной проблемой. Компания «Eco Energy» предоставляет всем желающим возможность приобрести солнечные панели для дома по доступной цене! Приходите к нам и принесите в свой дом экологически чистую и экономичную энергию! eco-energy39.ru Использование возобновляемых источников энергииПрименение возобновляемых источников энергии в строительстве в значительной степени улучшает энергетическую эффективность, а также снижает выбросы вредных веществ. Устройства и системы возобновляемых источников энергии находят применение в отоплении помещений, нагреве воды и производства электроэнергии для освещения и питания домашних электрических приборов. Как возобновляемые источники энергии взаимодействуют с частным домом:
Даже для уже возведенных зданий рекомендуется термомодернизация - подключение возобновляемых источников энергии. В зависимости от потребностей здания, особенно тщательно следует подбирать систему отопления. Например, в случае с котлами на биомассе, они имеют низкий КПД и высокий выброс вредных веществ. Расположение зданияДизайн здания пассивного дома позволяет эффективно использовать солнечную энергию для отопления и освещения. С южной стороны здание должно быть "открытым" для воздействия на него солнечного излучения, для получения максимальной энергии. Это достигается с помощью больших стеклянных поверхностей. Рекомендуется, чтобы южная сторона здания имела большую площадь, чем другие, что трудно достичь в здание в форме прямоугольного параллелепипеда (южная стена будет такой же, как и северная). Тем не менее, вы можете попытаться приблизить форму фасада к полукругу. "Открытие" с южной стороны должно одновременно обеспечивать возможность изоляции от неблагоприятных воздействий окружающей среды в экстремальных погодных условиях, чтобы зимой не было слишком больших потерь тепла с севера, а летом перегрева помещений с южной стороны. Широко используемые методы предотвращения внутреннего перегрева помещений в летнее время, это использование жалюзи, маркиз или ламелей. На фото показана южная стена здания, разработана так, чтобы оптимально использовать солнечное излучение. Пассивный дом Северная сторона здания должен быть "плотно" отделена от окружающей среды, что означает применение так называемой "супер" изоляции. На фото показана северная стена здания, разработана так, чтобы здание было минимально подвержено потере тепла. Солнечная энергияНаиболее популярное устройство, предназначенное для преобразования теплового излучения солнца - солнечный коллектор. Это теплообменник, предназначенный для преобразования электромагнитной энергии солнечного излучения в тепло. Его задачей является нагрев рабочего вещества, например, воды для коммунальных целей. С его помощью можно обогревать помещение, бассейны, или производить горячую воду. Группы или отдельные модули плоских солнечных коллекторов, которые наиболее часто используются в солнечных установках для приготовления горячей воды, в которых основным элементов помимо коллектора является бак-накопитель горячей воды. Эти системы могут быть использованы в индивидуальных жилых домах, коммунальных объектах (школы, больницы), центрах досуга, спортивных, туристических базах, а также для подогрева воды в открытых и крытых плавательных бассейнах. Схема работы солнечного коллектора Рекомендуется проектирование солнечной установки (то есть, прежде всего, определение площади солнечных коллекторов), при условии, что она должна покрывать 60-70% годовой потребности в ГВС (90-100% летом). Использование энергии солнца для отопления помещений требует большего количество солнечных коллекторов, чем в случае установки только для нагрева горячей воды, а также более сложной системы, что, в свою очередь, приведет к большим затратам. Применение фотоэлементов в жилых или общественных зданиях, для производства электроэнергии, является в настоящее время слишком дорогой инвестицией. Чаще встречается солнечные батареи в зданиях общественного назначения, где они интегрированы с архитектурой. БиомассаСамый простой способ энергетического использования биомассы является ее прямое сжигание для получения тепла. Возможна также предварительная обработка биомассы, брикетирование или гранулирование. Биомасса в целом характеризуется низким содержанием серы или азота, что снижает выброс окислов этих элементов по сравнению с сжигания ископаемого топлива. Экологически чистые биомассы, с высоким КПД сжигаются в котлах специальной конструкции, которые отличаются увеличенной поверхностью теплообмена и лучше смешивают газы при больших коэффициентах избытка воздуха. В европейски странах приобретают популярность котлы, работающие на опилках или брикетах. Они поддерживают автоматическую загрузку топлива. КПД такого котла в среднем 75%. На европейском рынке работает около 20 импортеров и производителей, предлагающих автоматизированные котельные установки, которые топится древесными отходами. Солома используется для энергетических целей, входит в состав группы возобновляемых видов топлива, которые вместе с биогазом и жидкими видами биотоплива, образуют группу биотоплива. В основном используются следующие типы соломы:
Солома является трудносжигаемым топливом. При обычном сжигании, аналогичном для сжигания угля, КПД процесса составляет всего 35-70%. Причиной является недостаточное перемешивание топлива с воздухом, в результате чего часть горючего не сгорает. Сжигаемая солома должна иметь влажность ниже 20%, но лучше 15 %. Биомасса Современные котлы для сжигания соломы позволяют сжигать биотопливо с эффективностью 80-90% при очень низких выбросах газов. Считается, что для отопления одного частного дома требуются урожай соломы с поверхности около 5 га. Этого хватит для дома, отапливаемой площадью 100 м² и потребностями в энергии 100 кВт/м² в год, 5 тоннами соломы можно обогреть дом с такой площадью при условии использования котла с КПД 75%. Потенциальными пользователями котельных средней и малой мощности могут быть также сельские поселения, школы, медицинские центры и другие объекты. Фактором, ограничивающим широкое применение соломы в качестве топлива, являются высокие инвестиционные затраты - несмотря на снижение стоимости расходных материалов. На рынке в настоящее время действует около 10 производителей и импортеров отопительных котлов, отапливаемых соломой. Цены комплексных систем, отапливаемых соломой в 1,5-2 раза выше, аналогов работающих на дровах. Тепловой насосЭто устройство работает по такому же принципу, как холодильник: получает энергию из среды с низкой температурой и передает ее в приемник с более высокой температурой. Тепловой насос позволяет получить тепло, например, из окружающей среды и затем использовать его для отопления. Передача тепла от источника с более низкой температурой к источнику с более высокой температурой требует, в соответствии с основными законами термодинамики, дополнительную энергию извне (в виде работы или тепла). Большинство самых популярных компрессорных паровых тепловых насосов приводится в действие электрическим двигателем. Наиболее распространенные применения для тепловых насосов это: Отопление коттеджейТепловые насосы применяются как для воздушных, так и водяных систем отопления. Для отопления жилых домов имеют мощность до 10 кВт. Насосы в системах отопления в индивидуальных жилых домах, в основном с поршневыми компрессорами, приводными электродвигателями. Большинство из них получает тепло из атмосферного воздуха. Часто эти насосы работают с другими системами отопления, например, электрическими или центральными, соединенными последовательно или параллельно. Большая их часть работает зимой как отопление, а летом как кондиционер. Отопление больших помещенийТепловыми насосами можно обогреть жилые комплексы (или нагреть воду), офисные здания, спортивные сооружения, склады, промышленные цеха. Подогрев воды в плавательных бассейнахДля небольших бассейнов применяются компактные насосы. Обычно это насосы, компрессорные, с поршневыми компрессорами. Источником тепла может выступать атмосферный воздух и поверхностные подземные воды. Нижний источник тепла подает в испаритель насоса энергию, необходимую для изменения агрегатного состояние рабочего вещества. Нижний источник тепла, является источником низкотемпературными. Очень часто для определения типа насоса применяются такие названия как: тепловой насос типа вода-вода, грунт-вода, воздух-вода и т. д. Источников нижнего тепла:
В строительстве индивидуальных жилых домов в основном применяются, тепловые насосы, использующие возобновляемые источники, из нижнего источник тепла. Нижний источник тепла должен обладать следующими свойствами:
Вентиляция с рекуперацией теплаПринцип работы рекуператора Вместе с воздухом, выходящим из здания, теряется от 30 до 60% энергии зимой. Значительную часть этой энергии можно восстановить, используя рекуператоры. Типичные вентиляционные приточно-вытяжные рекуператоры оснащены двумя вентиляторами, ответственные за обеспечение притока воздуха. Основным элементом этого устройства является теплообменник, в который поступает теплый воздух. В отношении жилищного строительства наибольшую популярность завоевали простые и относительно дешевые пластинчатые теплообменники. Между последовательными слоями пластин протекает попеременно воздух, с наружи, а также воздух, удаляемый из помещения. Тепловая эффективность рекуперации тепла для теплообменников этого типа составляет около. 60-65%, а в случае применения двойного теплообменника увеличивается до 90%. Приточно-вытяжные системы с механической вентиляцией и рекуперацией тепла не предназначены для полного покрытия теплопотерь здания, то есть для выполнения функции воздушного отопления. Теплый воздух способен очень существенно уменьшить потерю тепла, отдаваемого системой отопления. Устройства механической вентиляции также способны фильтровать воздух, подаваемый извне в помещения. postroy-sam.info Виды возобновляемых источников энергииВ настоящее время мы не должны сжигать ископаемое топливо, мы не должны использовать ничего, что загрязняет окружающую среду. Существует много альтернативных источников энергии. Проталкиваемые влиятельными людьми такие альтернативные источники энергии как водород, биомасса и даже ядерная энергия, крайне недостаточны, опасны и существуют только для сохранения системы, основанной на прибыли. Когда мы присмотримся, то увидим лишь пропаганду и эгоистичные решение, продвигаемые энергетическими компаниями. Мы открыли, по-видимому, неисчерпаемый источник, имеющийся в избытке и возобновляемой энергии. Солнечная энергии и энергия ветра широко известная людям. Но в настоящее время настоящий потенциал этой энергии замалчивается. Солнечная энергия, производимая из солнца настолько сильна, что один час дневного света в жаркий день содержит больше энергии, чем весь мир потребляет за год. Если бы мы могли бы поймать, хотя бы сотую процента этой энергии, нам бы никогда не пришлось бы использовать нефть, газ или что-либо еще. И проблема не в доступности этой энергии, а в технологии, с помощью которой ее можно было бы преобразовать. В наши дни существует много продвинутых технологий, которые смогут осуществить эти задачи. Если бы они не были блокированы необходимостью конкурировать за долю рынка с уже существующими энергетическими корпорациями.Не стоит забывать про энергию ветра. Энергия ветра продолжительное время считалась слабой, а учитывая привязку к местности непрактичной. На самом деле это не так. В 2007 году департамент США сообщил, что если бы энергию ветра использовали бы, хотя бы в 3 из 50 американских штатов, это позволило обеспечить энергией всю страну. Также существует малоизвестные людям способ получения энергии – энергия волн приливов. Энергия приливов добывается благодаря движения воды в океане. Установив специальные турбины можно ловить движения воды и посредством этого получать энергию. На данный момент в Великобритании доступно 42 подходящих для установки турбин места. По прогнозам можно получить около трети необходимой Британии энергии использую энергию приливов. Сила морских волн, существующая благодаря движению океанов, может в глобальных масштабах приносить 80 000 терраВат/час каждый год. Это означает, что 50% всей используемой нами энергии может быть получено с помощью только волн. Преобразование энергии приливов, волн, солнца и ветра фактически не требует заготовки для последующего использования, в отличие от угля, нефти, газа, биомасс, водорода, а также всех остальных подобных источников энергии. Если разумно использовать лишь эти 4 источника энергии, применяя самые последние разработки, то можно обеспечить энергией весь мир навсегда. Также сущестувет еще одна экологически чистая форма возобновляемой энергии, которая превосходит все остальные – геотермальная энергия. Ее можно получить путем утилизации так называемого тепла земных недр. Когда при помощи элементарного процесса с использованием воды можноalternativenergy.ru Понятие возобновляемых источников энергии. Возобновляемая энергетикаВозобновляемыми энергоресурсами называют целую гамму энергетических ресурсов, основной характеристикой которых является то, что они постоянно возобновляются, несмотря на их использование. Альтернативные источники энергии – это источники на основе постоянно существующих или периодически возникающих в окружающей среде потоков энергии. Возобновляемая энергия не является следствием целенаправленной деятельности человека, и это является ее отличительным признаком. В соответствии с резолюцией № 33/148 Генеральной Ассамблеи ООН (1978 г.) к АИЭ относятся: солнечная, ветровая, геотермальная, энергия морских волн, приливов и океана, энергия биомассы, древесины, древесного угля, торфа, тяглового скота, сланцев, битуминозных песчаников и гидроэнергия больших и малых водотоков [1]. Структура нашей планеты достаточно сложная, включает литосферу, гидросферу и атмосферу, из которых каждая обладает специфическими качествами и по разному реагирует на воздействие солнечной радиации. Наряду с неравномерным распределением солнечного света по земной поверхности всё это вызывает разницу в давлении, температуре, химическом потенциале и уровне солености воды. Эти различия, поддерживаемые солнечным излучением, и есть потенциальные источники энергии. В естественных условиях эти различия постепенно сглаживаются вследствие необратимого рассеивания, и какая-то определенная часть энергии, в конечном счете, уходит в космос. Использование возобновляющихся источников энергии, по сути, есть вмешательство в процесс распределения солнечной энергии и использование этой энергии на нужды человека. К счастью в большинстве случаев между поглощением солнечной энергии тем или иным объектом и её выделением в космос в виде инфракрасных излучений проходит достаточно много времени. Это дает возможность воспользоваться выше упомянутой энергией. Так как Земля находится в среднем на расстоянии 150 млн. км от Солнца, только малая часть радиации, зависящая от угла падения, попадает на Землю. Однако даже это количество оказывается достаточно большим и поддерживает практически все процессы, происходящие на Земле, включая жизнь. К возобновляемым источникам энергии, которые в настоящее время принимают во внимание, относятся:
На данный момент в мире наблюдается увеличение доли альтернативных источников энергии в энергетическом балансе. Законы о возобновляемой энергетике есть в Беларуси, Казахстане и Кыргызстане, есть принятый Закон Республики Саха (Якутия) «О возобновляемых источниках энергии республики Саха (Якутия)» [2], Украина имеет Закон Украины «Об альтернативных источниках энергии» [3], Закон Германии о возобновляемых источниках энергии [4], Федерального закона России о возобновляемых источниках энергии нет. В соответствии ст. 1 п. 1 Закона РК «О поддержке использования возобновляемых источников энергии», возобновляемые источники энергии – это источники энергии, непрерывно возобновляемые за счет естественно протекающих природных процессов, включающие в себя следующие виды: энергия солнечного излучения, энергия ветра, гидродинамическая энергия воды; геотермальная энергия: тепло грунта, подземных вод, рек, водоемов, а также антропогенные источники первичных энергоресурсов: биомасса, биогаз и иное топливо из органических отходов, используемые для производства электрической и (или) тепловой энергии [5]. Согласно статье 3 Закона Кыргызской Республики от 31 декабря 2008 года N 283 «О возобновляемых источниках энергии», возобновляемая энергия – экологически чистая энергия, полученная путем использования возобновляемых источников энергии, в том числе из возобновляемого топлива. Возобновляемые источники энергии – источники непрерывно возобновляемых видов энергии:
Понятие возобновляемых источников энергетики закреплено в Федеральном законе РФ от 26.03.2003 N 35-ФЗ «Об электроэнергетике», возобновляемые источники энергии – энергия солнца, энергия ветра, энергия вод (в том числе энергия сточных вод), за исключением случаев использования такой энергии на гидроаккумулирующих электроэнергетических станциях, энергия приливов, энергия волн водных объектов, в том числе водоемов, рек, морей, океанов, геотермальная энергия с использованием природных подземных теплоносителей, низкопотенциальная тепловая энергия земли, воздуха, воды с использованием специальных теплоносителей, биомасса, включающая в себя специально выращенные для получения энергии растения, в том числе деревья, а также отходы производства и потребления, за исключением отходов, полученных в процессе использования углеводородного сырья и топлива, биогаз, газ, выделяемый отходами производства и потребления на свалках таких отходов, газ, образующийся на угольных разработках [7]. Закон Украины об альтернативных источниках энергии 20 февраля 2003 года N 555-IV закрепил такие понятия, как альтернативные источники энергии, альтернативная энергетика, энергия, выработанная из альтернативных источников, сфера альтернативных источников энергии и объекты альтернативной энергетики [3]. Альтернативные источники энергии – восстанавливаемые источники энергии, к которым принадлежат энергия солнечная, ветровая, геотермальная, энергия волн и приливов, гидроэнергия, энергия биомассы, газа из органических отходов, газа канализационно-очистительных станций, биогазов, и вторичные энергетические ресурсы, к которым принадлежат доменный и коксовый газы, газ метан дегазации угольных месторождений, превращения сбросного энергопотенциала технологических процессов. Альтернативная энергетика – сфера энергетики, которая обеспечивает выработку электрической, тепловой и механической энергии из альтернативных источников энергии. Энергия, выработанная из альтернативных источников – электрическая, тепловая и механическая энергия, которая производится на объектах альтернативной энергетики и может выступать товарной продукцией, предназначенной для покупки-продажи. Объекты альтернативной энергетики – энергогенерирующее и другое оборудование, которое производит энергию за счет использования альтернативных источников энергии. Сфера альтернативных источников энергии – отрасль деятельности, которая связана с использованием альтернативных источников энергии для производства, снабжения, транспортировки, хранения, передачи и потребления энергии, выработанной из альтернативных источников. Понятие возобновляемых источников энергии закреплено в Законе Республики Беларусь от 27 декабря 2010 года №204-З «О возобновляемых источниках энергии» [8]. Согласно статье 1, возобновляемые источники энергии – энергия солнца, ветра, тепла земли, естественного движения водных потоков, древесного топлива, иных видов биомассы, биогаза, а также иные источники энергии, не относящиеся к невозобновляемым. Проанализировав законы разных стран, мы пришли к выводу, что возобновляемыми энергоресурсами называют целую гамму энергетических ресурсов, основной характеристикой которых является то, что они постоянно возобновляются, не смотря на их использование. Казахстан является одним из мировых лидеров по разнообразию и количеству минеральных ресурсов. Поскольку одними из самых важных для экономики страны ресурсов являются нефть и газ, уголь и иные ископаемые минералы и регулирование в этих отраслях экономики очень развитое, правительство исторически уделяло меньше внимания к развитию альтернативных источников энергии. Например, в настоящее время большинство электростанций в Казахстане работают на природном газе, угле и нефтепродуктах. Однако последний мировой финансовый кризис и осознание необходимости уменьшать опору на энергоресурсы и воздействие на окружающую среду побудили руководство страны активно сосредоточиться на создании благоприятных условий для использования возобновляемых источников энергии [9]. В Республике Казахстан имеется большой потенциал возобновляемых источников энергии, и подходящие условия для развития возобновляемых источников энергии, в частности, гидроэнергетики и ветровой энергетики. На сегодняшний день одним из приоритетных направлений развития электроэнергетики и решения экологических проблем Казахстана является использование возобновляемых энергетических ресурсов и реализация программ энерго- и ресурсосбережения. Итак, среди альтернативных источников энергии особый интерес представляют возобновляемые источники энергии (ВИЭ), а именно энергия солнца, ветра, тепла земли, малых рек, океана, биомассы и торфа. Большим преимуществом в использовании нетрадиционных возобновляемых источников энергии является их высокая экологичность, обеспечивающая чистоту окружающей среды
Литература
articlekz.com |
|
||||||||||||||||||
|
|
||||||||||||||||||
|
